电弧焊讲义
一．电弧焊的发展简史
焊接就是通过适当的物理、化学过程使两个分离的固态物体产生原子（或分子）间的结合而形成永久性连接。
目前已有20余种焊接方法应用于工业生产中，其中应用最广泛的是电弧焊。电弧焊是以电弧为能源对被焊金属进行熔化焊的焊接方法。其真正用于工业生产是在1892年发现金属极电弧后，特别是1930年出现了药皮焊条后才逐渐开始的。在40年代出现了埋弧自动焊。50年代初期，CO2气体保护焊得到了推广和应用。
二．电弧焊方法的分类：
电弧焊方法通常采用下述方式分类：
1．按采用的电极，可分为熔化极电弧焊和非熔化极电弧焊。
2．按保护方式，可分为渣保护、气保护、渣气联合保护电弧焊和氢原子焊。埋弧自动焊属于渣保护电弧焊。气体保护焊又分为惰性气体保护焊、CO2气体保护焊以及混合气体保护焊。手工电弧焊属于渣气联合保护电弧焊。氢原子焊是以氢气作保护气体，在具有一定夹角的两根钨极末端之间引燃电弧的焊接方法，目前在生产中已很少采用。
3．按操作方式，可分为手工电弧焊、半自动电弧焊和自动电弧焊。手工电弧焊一般是指手工焊条电弧焊，另外还有手工钨极氩弧焊；半自动电弧焊主要用于熔化极电弧焊；自动电弧焊可用于熔化极和非熔化极，在焊接过程中焊枪或工件的移动以及焊丝的送进完全是自动
进行。手工焊条电弧焊也可进行自动焊（如焊条重力焊）。
下列所示为常见电弧焊方法及其分类。
手工电弧焊
埋弧焊
熔化极氩弧焊
电弧焊 CO2气体保护焊
钨极氩弧焊
惰性气体保护焊
非熔化极钨极氦弧焊
等离子弧焊
第一章手工电弧焊
第一节手工电弧焊的特点及应用
一．手工电弧焊的基本原理：
手工电弧焊同其它电弧焊的方法一样，是利用电弧放电时产生的热量加热熔化焊条和工件，从而获得牢固焊接接头的一种电弧焊方法。
焊条（也称电极）和焊件分别接至焊接电源的两个输出端上。当焊条与焊件接触时，焊接回路处于短路状态，由于接触点的电阻很大又通过强大的短路电流，故此处将产生大量的电阻热使焊条端部和焊件局部迅速熔化甚至部分蒸发；随着焊条的提起（2~4mm），两极间的空气间隙被强烈加热并电离，电弧即被引燃。在电弧高温及较大的电弧吹力作用下，焊件的熔化金属形成具有一定形状和体积的熔池。焊条熔化后分成两部分：金属焊芯以熔滴形式向熔池过渡；焊条药皮在熔化过程中产生一定量的气体和液态熔渣。焊接过程中，药皮产生
的气体包围在焊条、电弧和熔池周围，使之与空气分开；液态熔渣浮在熔池上面阻止液态金属与空气接触，均有隔离保护作用。
由此可见，手工电弧焊的焊缝质量在很大程度上取决于焊条的质量。焊条是由焊芯和药皮组成，其中，药皮是由造气剂、造渣剂、稳弧剂、脱氧剂及合金剂等物质组成。
二．手工电弧焊的特点：
1．优点：能在所有位置上焊接，尤其适于结构形状复杂、零件小、短焊缝和不规则焊缝的焊接，且设备轻便简单，成本较低，操作灵活，便于掌握，维修方便。
2．缺点：主要缺点是手工电弧焊的生产效率低。因为：
（1）焊条药皮限制了焊接电流和电流密度不能过大，否则药皮易发红、脱落，失去保护作用。
（2）完成一条焊缝需要不断的更换焊条，既造成了浪费又降低了效率。
第二节手工电弧焊工艺
一．焊缝形式
1．按零部件连接的特征可分为板状连接、管状连接和管板连接三种。
2．按施焊空间位置可分为平焊、立焊、横焊和仰焊四种。
3．按焊接接头形式可分为对接接头、角接接头、T形接头、搭
接接头、十字接头、端接接头、卷边接头等。
3．按坡口形状可分为I形坡口、V形坡口、X形坡口（双V形）、
U形坡口、双U形坡口、K形坡口、Y形坡口等。
二．焊前准备
1．焊接接头形式：根据不同的要求选择不同的接头形式。
2．坡口准备：
（1）焊件开坡口的作用：一是为了使电弧能深入到焊缝根部，保证根部焊透，便于清除熔渣，获得较好的焊缝成形；二是为调节焊件和填充金属在焊缝中的熔合比。坡口角度的大小将影响焊缝金属的化学成分和焊接接头质量。通常是随板厚的增加，坡口角度减小。钝边的作用是保证根部焊缝既能焊透又不被烧穿。间隙的作用是保证根部焊透。
（2）选择坡口形状时，主要考虑以下因素：尽量提高生产率、减少焊条消耗量；焊到性要好，保证根部焊透；坡口形状易加工；焊接变形要小。
三．规范参数的选择：
正确的选择规范参数是手工电弧焊获得高质量的首要条件。其主要规范参数有：焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊接层数、焊条牌号、电源种类和极性等。
1．焊条直径的选择：焊条直径的选择主要考虑下列因素：
（1）焊件厚度：焊件厚度较大，应选择直径较大的焊条。
表1：根据焊件厚度选择焊条直径（参考）
（2）焊缝位置：平焊时的焊条直径应比其它位置大些；立焊时焊条直径最大不超过5mm；仰焊、横焊时最大直径不超过4mm，否则，熔池过大造成熔化金属下淌，不利于焊缝成形。
（3）焊接层数：一般多层焊时，为防止产生未焊透，第一层焊道选用较小的焊条，以后各层选较大的焊条。
2．焊接电流的选择：一般焊接电流的大小取决于焊条直径和焊缝位置，即对一定直径的焊条有一个合适的电流选择范围，其关系如下：
I = k d
式中：I——焊接电流（A）；d——焊条直径（mm）；
k——经验系数。
表2：焊条直径与经验系数的关系（参考）
另外，立焊、横焊时的电流应比平焊小10%~15%；仰焊时比平焊时小15%~20%；碱性焊条的电流比酸性焊条要小些。
3．电弧电压和焊接速度的选择：在保证质量的前提下应尽量采用短弧焊和较大的焊接速度。一般控制在：弧长在1~4mm，电弧电压16~25V，焊接速度6~8m/h。
4．焊接层数的确定：每层的厚度等于焊条直径的0.8~1.2倍时效果最好。焊接层数可按下式估算：
n≈δ/d
式中：n——焊接层数，δ——焊件厚度（mm）
d——焊条直径（mm）
5．焊条的选择：选择焊条时，应根据焊件的力学性能、化学成分、工艺要求、结构特点来考虑。对于不同的原材料，选择不同的焊条，材质为Q345的钢板焊接时，选用E50级焊条；材质为Q235的钢板焊接时，选用E43XX焊条。另外，对于一般结构，通常采用酸性焊条；对于重要结构，宜采用碱性焊条。
第二章埋弧自动焊
第一节埋弧焊的特点和应用
一．埋弧焊有两种基本方式：埋弧半自动焊和埋弧自动焊。埋弧半自动焊劳动强度很大，目前已很少采用。埋弧自动焊所用的设备能完成全部的焊接操作，可获得很高的生产率。
二．埋弧焊的特点：
1．埋弧焊的主要优点：
（1）焊缝质量好这是因为，一方面埋弧焊的电弧及熔池的保护比手工电弧焊的好；另一方面埋弧自动焊大降低了对焊工操作技能的依赖程度，焊缝化学成分和力学性能也较好。
（2）生产率高：
a．埋弧焊时的焊接电流和电流密度均较手工电弧焊明显提高。
b．焊剂和熔渣的隔热保护作用使电弧热辐射损失较少，金属飞溅损失也受到有效控制，电弧热效率大大提高；埋弧焊的焊接速度很大，焊件的变形较小。
c．节省焊接材料和电能。
d．改善劳动条件。
2．埋弧焊的缺点
（1）难以在空间位置施焊
（2）难以焊接易氧化的金属材料焊剂主要成分为MnO、SiO2等金属及非金属氧化物，具有一定的氧化性，难以焊接铝、镁等氧化敏感性强的金属及其合金。
（3）不适于焊接薄板和短焊缝焊剂的化学成分决定了埋弧焊电弧弧柱的电位梯度较大，电流小于100A时电弧稳定性较差，故不适宜焊接厚度在1mm以下的薄板。
三．埋弧自动焊的分类及应用
表3 埋弧自动焊分类及应用范围
埋弧自动焊可焊接从厚度1.5mm的薄板到非常厚的重型工件。焊接的钢种有碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及复合钢材等。
第二节埋弧自动焊设备
一．埋弧自动焊机的类型及用途
1．按行走机构形式分类
（1）小车式最常见的埋弧自动焊机结构。
（2）门架式采用大跨度门架作为行走机构。
（3）悬臂式为各种容器环缝、纵缝焊接所设计的专用埋弧焊机结构形式。
2．按送丝方式分类
（1）等速送丝式适用于细焊丝或高电流密度情况下焊接。
（2）变速送丝式适于粗焊丝或低电流密度情况下焊接。
二．埋弧自动焊机的组成
1．送丝机构送丝电动机功率取决于焊丝直径，一般为
100~200W，额定转速为2650r/min，并可均匀调节。送丝机构减速比取决于电动机转速和所要求的焊丝送进速度范围，一般为100~160。
2．行走机构包括行走传动机构、行车轮及离合器等。
3．埋弧焊电源埋弧焊所使用的电源可采用直流或交流。采用直流电源焊接，能更好的控制焊道形状、熔深和焊接速度，且引弧时要比使用交流电源容易得多。采用直流电源时，通常使用直流反接，电弧才非常稳定，并且焊接熔池小，所以能很好地控制焊缝形状；使用直流正接时可获得较高的熔敷速度，但熔深浅。交流电形成的熔深大约介于上述两种形式之间，交流电可减小电弧磁偏吹。
4．控制系统通用小车式埋弧自动焊机控制系统包括：送丝拖动控制、行走拖动控制、引弧和熄弧的自动控制。
5．机头调节机构
6．易损件及辅助装置
（1）导电嘴有管式、滚轮式和瓦片式三种结构。
（2）送丝滚轮有单主动轮和双主动轮两种结构。
（3）导向滚轮可作为简易式焊缝机械跟踪装置。
（4）焊丝盘有内盘式和外盘式两种结构。
（5）焊剂回收器
（6）电缆滑动支承架
第三节埋弧自动焊工艺
一．焊前准备
埋弧自动焊在焊接之前必须做好准备工作，包括厚焊件的坡口
加工、待焊部位的表面清理、工件的装配、焊丝表面的清理及焊剂烘干等。
焊前应将坡口及其两侧各20mm的范围内的铁锈、氧化皮、油污、水分等清除干净。焊接时，在焊缝两端应加引、熄弧板。加引、熄弧板的作用如下：a 增大焊接装配后的钢性；b 可去除引弧或熄弧时容易出现的缺陷。
二．焊接工艺参数的选择
埋弧自动焊的焊接工艺参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径、焊丝伸出长度、焊剂、焊丝种类、焊丝倾斜角度和焊件倾斜角度等。
1．焊接电流：焊接电流是对焊接质量影响最大的焊接参数，它决定了焊丝的熔化速度和工件熔深的大小。对于同一直径的焊丝来
说，熔深与焊接电流成正比。焊接电流对熔宽的影响很小。一般来说，不开坡口、不留间隙对接焊时，每100A的电流可产生1.1mm的熔深；而开坡口及留有间隙时，每100A的电流可产生1.5mm的熔深。
2．电弧电压
电弧电压对焊道横截面的形状影响很大。在焊接电流和焊接速度保持不变的条件下，提高电弧电压会导致形成较平而宽的焊道。增加焊剂的消耗、减小由工件上的锈或氧化皮引起的气孔倾向。当装配不良时，有助于桥接过大的根部间隙、改善焊剂中合金元素的过渡。电弧电压过大时，将导致形成易发生裂纹的宽焊道、在坡口焊道中清渣因难、形成可能产生裂纹的凹形角焊缝、加剧沿角焊缝边缘的咬边。电弧电压低可增强电弧的刚性，能改善焊缝的熔深，并提高抗电弧偏吹的能力。过低的电弧电压会形成高而窄的焊道，并造成沿焊道边缘清渣因难。
一般来说，电弧电压要随着焊接电流的增加而适当增加，二者之间有一定的配合关系。
表4 焊接电流与电弧电压的关系
3．焊接速度
除电流以外，焊接速度也是影响熔深的主要因素。过高的焊接速度会形成咬边、电弧偏吹、气孔和焊道形状不规则等缺陷。较慢的焊接速度，使气体有足够的时间从正在凝固的熔化金属中逸出，降低形
成气孔的可能性。过慢的焊接速度易导致形成易裂的凹形焊道。
4．焊丝直径在焊接电流不变的条件下，改变焊丝直径会影响焊道的形状和熔深，焊丝直径对熔敷速度和引弧性能也有一定的影响，使用细焊丝更易引弧。
表5 焊接电流与焊丝直径的关系
5．焊丝伸出长度只有使用细焊丝时，焊丝伸出长度才对焊缝成形有明显影响，可以利用焊丝电阻热来提高焊丝的熔化速度。焊丝伸出长度一般为焊丝直径的8倍。
6．焊剂
（1）焊剂的作用：埋弧焊中的焊剂相当于手弧焊焊条上的药皮，主要起以下作用：
a．保护作用：埋弧焊时，电弧是在金属和焊剂蒸发形成的气泡内燃烧，因此受到焊剂蒸气及熔渣的保护。
b．冶金作用：向焊缝金属过渡某些合金元素或弥补焊丝和工件中合金元素的烧损，使焊缝金属具有所需的化学成分和力学性能。
c．工艺作用：焊剂熔渣具有合适的物理性能，使得焊缝成形良好。
（2）焊剂的分类：一类为熔练焊剂，一类为非熔练焊剂。非熔
练焊剂按烘干温度不同又可分为两种：在400度以下烘干的焊剂称为粘接焊剂；在400度以上烘干的焊剂称为绕结焊剂。
（3）焊剂的碱度埋弧焊焊剂分为“酸性焊剂”和“碱性焊剂”
酸性焊剂的工艺性能好，但焊缝金属的力学性能差一些，特别是低温冲击韧度低；碱性焊剂工艺性能差一些，特别是脱渣性不好，需要采用直流反接焊接，但焊缝金属比较纯净，非金属夹杂物及气体含量较小，因此焊缝金属力学性能好，特别是冲击韧度高。中性焊剂的工艺性能和力学性能均介于二者之间，焊接电流可为直流或交流。典型的酸性焊剂是“HJ431”，碱性焊剂是“HJ250”，“HJ350”为中性焊剂。酸性焊剂的烘干温度为250℃，中性焊剂和碱性焊剂烘干温度为350~400℃。
7．焊丝根据焊丝的成分和用途可将焊丝分为碳素结构钢、合金结构钢和不锈钢三大类。
焊丝的化学成分对焊接工艺过程和焊缝质量影响很大，从焊接冶金的角度来看，增加Mn、Si的含量，能使焊缝金属脱氧充分，并可减小气孔的倾向，而且还可提高焊缝金属强度。但是，焊缝金属的硬度也因此提高，增加产生裂纹的可能性，所以焊丝中的Mn、Si的含量都限制在一定的范围内。例如，H10Mn2焊丝中含Mn量为1.5~1.9%，含Si量为≤0.07%；H08A焊丝中含Mn量为0.3~0.55%，含Si量为≤0.03%。
手工电弧焊焊接工艺 本工艺适用于低碳钢和低合金高强度各种大型钢结构工程制造重要结构的焊接。 一、焊前准备 1.根据施焊结构钢材的强度等级，各种接头形式选择相等强度等级牌号和合适焊条直径。 2.当施工环境温度低于0℃，或钢材的碳当量大于0.41％及结构刚性过大，构件较厚时应采用焊前预热措施，预热温度为80℃～100℃，预热范围为板厚的5倍，但不小于100mm。 3.工件厚度大于6 mm对接焊时，为确保焊透强度，在板材的对接边沿开切V形或X形坡口，坡口角度α为60°，钝边p=0~1 mm ,装配间隙b＝0~1 mm，如图1。当板厚差≥4 mm时，应对较厚板材的对接边缘进行削斜处理，如图2。
4.焊条烘焙：酸性药皮类型焊条焊前烘焙150℃×2保温2小时；碱性药皮类焊条焊前必须进行300～350℃×2烘焙，并保温2小时才能使用。 5.焊前接头清洁要求，在坡口或焊接处两侧30 mm范围内影响焊缝质量的毛刺、油污、水、铁锈等脏物及氧化皮，必须清除干净。 6.在板缝两端如余量小于50 mm时，焊前两端应加引弧、熄弧板，其规格不小于50×50 mm。 二、焊接材料的选用 1.首先考虑母材强度等级与焊条等级相匹配和不同药皮类型焊条的使用特性。 2.考虑物件的工作条件，凡承受动载荷、高应力或形状复
杂，刚性较大，应选用抗裂性能和冲击韧性号的低氢型焊条。 3.在满足使用性能和操作性能的前提下，应适当选用规格大效率高的铁粉焊条，以提高焊接生产效率。 三、焊接规范 1.应根据板厚选择焊条直径，确定焊接电流，如表。 该电流为平焊位置焊接，立、横、仰焊时焊接电流应降低10～15％；>16 mm板厚焊接底层选φ3.2 mm焊条，角焊焊接电流应比对接焊焊接电流稍大。 2.为使对接焊缝焊透，其底层焊接应选用比其他层焊接的焊条直径较小。 3.厚件焊接，应严格控制层间温度，各层焊缝不宜过宽，应考虑多道多层焊接。 4.对接焊缝正面焊接厚，反面使用碳气刨扣槽，并进行封底焊接。 四、焊接程序 1.焊接板缝：有纵横交叉的焊缝，应先焊端接缝后焊边接
电弧焊基础 名词解释 1．焊接：焊接是一门材料连接技术，通过某种物理化学过程使分离的材料产生原子或分子间的结合力而永久连接在一起。 2．熔化焊：使被连接的构件表面局部加热熔化成液体，然后冷却结晶成一体的方法称为熔化焊接。 3．固相焊：利用加热、摩擦、扩散等物理作用克服两个连接表面的不平度，除去氧化膜及其他污染物，使两个连接表面上的原子相互接近到晶格距离，从而在固态条件下 实现的连接统称为固相焊或固相连接。 4．焊接电弧：自持放电中电压最低、电流最大、温度最高、发光最强的一种气体放电现象。5．电极金属的电子发射：金属表面吸收外加能量使电子从表面溢出的现象。 6．电离：中性粒子存在于电弧空间（气隙中），当处于高能量状态时，其电子轨道上的电子脱离约束，分离成电子和离子称之为电离。 7．能量密度：指单位有效面积上的热功率称为能量密度以W/cm2来表示。 8．等离子流力：电弧中由电弧推力引起高温气体的运动所形成的力称为等离子流力。9．热阴极：以钨和碳等高熔点材料作为阴极的情况下，由于材料熔点很高，能够承受很高的被加热而不熔化，在电弧电流较大时，表现出热阴极电子发射能力。 10．冷阴极：以铁、铜、铝等低熔点材料作为阴极时，由于材料不能承受很高的温度，通过电子发射逸出的电子较少，表现为冷阴极电子发射机制。 11．直流正接：采用直流电源施焊时，焊接工件接电源正极，电极接负极的接线法。12．直流反接：采用直流电源施焊时，焊接工件接电源负极，电极接正极的接线法。13．电弧的挺直性：电弧作为柔性导体具有抵抗外界干扰、力求保持焊接电流沿电极轴线方向流动的性能。 14．磁偏吹：电弧挺直性是由于电弧中流动着的电流受到其自身磁场的作用而表现出的现象，如果某种原因使磁力线分布的均匀性受到破坏，使电弧中的电荷受力不均匀，就 会使电弧偏向一侧的现象称作电弧磁偏吹。 15．成形系数：焊缝熔宽B与熔深H之比（B/H）称作焊缝的成形系数φ。 16．熔合比：指焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例。熔合比γ=Fm/（Fm+F H）。 17．未焊透：单面焊接时，接头根部未完全焊透的现象。 18．未熔合：单层焊、多层焊或双面焊时，焊道与母材之间、焊道与焊道之间未能完全结合的部分称作未熔合。 19．焊穿：焊接时熔化金属自焊缝背面流出并脱离焊道形成穿孔的现象。 20．咬边：当焊速很快，焊缝两侧的金属没有被很好熔化，同时熔化金属受表面张力的作用容易聚集在一起而对焊趾部位的润湿性不好，容易形成固液态剥离，凝固后沿焊 趾的母材部位产生的沟槽或凹陷成为“咬边”。 21．焊瘤：熔化金属流淌到焊缝区以外未熔化母材上（或直接在焊缝上）聚集成的金属瘤。22．熔化速度：是指单位时间内熔化焊丝的重量（g/h）。 23．焊丝熔化系数：是指单位时间内通过单位电流时熔化焊丝的重量（g/(A*h)）。 24．熔滴过渡：在电弧热作用下，焊丝与焊条端头的熔化金属形成熔滴，它受各种力的作用向母材过渡称为熔滴过渡。 25．阴极雾化现象：直流反极性钨极氩弧焊时，会发生阴极变化现象，接负极的熔池表面受到正离子的猛烈撞击，高熔点的金属氧化膜被打碎清除，此现象称为阴极雾化现象。
手工电弧焊焊接工艺和流程工艺适用于低碳钢，低合金高强度钢，及各种大型钢结构工程制造的焊接，确保焊接生产施工质量，特制订本工艺。 一、焊前准备 1、根据施焊结构钢材的强度等级，各种接头型式选择相应强度等级牌号焊条和合适焊条直径。 2、当施工环境温度低于零度，或钢材的含碳量大于%及结构刚性过大，构件较厚时应采用焊前预热措施，预热温度为80℃-100℃，预热范围为板厚的5倍，但不小于100毫米。 3、工件厚度大于6毫米对接焊时，为确保焊透强度，在板材的对接边沿应开切V型或X型坡口，坡口角为60度，钝边P=0-1毫米，装配间隙为0-1毫米，当板厚差≥4毫米时，应对较厚板材的对接边缘进行削斜处理。 4、焊条烘焙：酸性药皮类型焊条焊前烘焙150℃*2保温2小时，碱性药皮类焊条焊前必做进行300℃-350*2烘焙，并保温2小时才能使用。 5、焊前接头清洁要求：在坡口或焊前两侧30毫米范围内，应将影响质量的毛刺，油污，水，锈脏物，氧化皮等必须清洁干净。 6、在板缝二端如余量小于50毫米时，焊缝二端应加引弧，熄弧板，其规格不小于50*50毫米。 二、焊接材料的选用 1、首先应考虑，母材强度等级与焊条强度等级相匹配和不同药皮类型焊条的使用特性。
2、考虑物件工作环境条件，承受动、静载荷的极限，高应力或形状复杂，刚性较大，应选用抗裂性能和冲击韧性好的低氢型焊条。 3、在满足使用性能和操作性能的前提下，应适当选用规格大效率高的铁粉焊条，以提高焊接生产效率。 三、焊接规范 1、应根据板厚选择焊条直径，确定焊接电流（如表）。 板厚（mm）焊条直径（Φ：mm）焊接电流（A：安倍）备注 3 80-90 不开坡口 8 110-150 开V型坡口 16 160-180 开X型坡口 20 180-200 开X型坡口 该电流为平焊位置焊接，立、横、仰焊时焊接电流应降低10-15%，大于16毫米板厚焊接底层选Φ焊条，角焊焊接电流应比对接焊焊接电流稍大。 2、为使对接焊缝焊焊透，其底层焊接应选用比其他层焊接的焊条直径较小。 3、厚件焊接，应严格控制层间温度，各层焊缝不宜过宽，应考虑多道多层焊接。 4、对接焊缝正面焊接后，反面使用碳气刨扣槽，并进行封底焊接。 四、焊接程序 1、焊接板缝，有纵横交叉的焊缝，应先焊端接缝后焊边接缝。 2、焊缝长度超过1米以上，应采用分中对称焊法或逐步码焊法。 3、结构上对接焊缝与角接焊缝同时存在时，应先焊板的对接焊缝，后焊物架对接焊缝。最后焊物架与板的角焊缝。 4、凡对称物件应从中央向前尾方向开始焊接，并左、右方向对称进
手工电弧焊的焊接方法 一、焊接：就是用热能或压力，或两者同时使用，并且用或不用填充材料，将两个工件连接在一起的方法。 二、分类：、横焊、立焊、仰焊。 三、安.全操作 1、防触电：工作前要检查接地是否良好；检查焊钳电缆是否良好。 特别注意：后面380V 2、防灼伤和烫.伤：电含有大量的紫外线和红外线以及强烈的，对眼睛和皮肤有刺激作用，焊过的工件不要用摸，敲击焊渣时，要用力适当，注意方向。 3、皮手套、胶底鞋 4、设备安.全、交流的、焊钳不要放在欧工体上或上，以免短路、烧坏。工作中，如发现高、或焦臭味、立即停止工作，关掉电源，然后报告老师。 5、眼睛灼烧的自我防.治：点滴、冷湿毛巾敷眼。 四、工艺 1、电流的选择：Ф2.5mm 推荐值70-90A 公式：I(A)=K*D(mm) 经验系数K:d(mm) 1—2 3—4 5—6 K 25—30 30—40 40—60 2、引弧接触法摩擦法轻轻接触,迅速提起2—4mm 3、运条把握好的角度基本上垂直于工件,而向前的方向倾斜5度—15度前进速度:缓慢速度均匀直线送条速度(保持电弧的长度) 4、横向摆动(加宽) 折线圆周式 5、开头稍作停顿 6、结尾断弧形降温再引弧 五、注意事项： 1、焊前检查接地是否良好，焊钳和电缆的绝缘必/须良好。 2、焊接时应站在木上，不许赤脚操作。不准赤手接触导电部分，防止触电。 3、为防止有害的紫外线与红外线的伤害须戴上手套与面罩，防止伤害和烫.伤。 4、击渣时要注意敲击方向以防焊渣飞出伤人。 5、工件焊后不准直接用手拿，用铁钳夹持。
6、、瓶和不得撞击和烘烤暴晒。 7、嘴不许有油脂或其他，板手不得有油污。 8、周围不许有火星，与要隔一定距离放置。 9、实习完后要清理好场地及设备工具。 六、、设备安.全： 1、线路的接线点必/须紧密接触，防止因松动、接触不良而发热。 2、焊钳任何时候不得放在上，以免短路烧坏焊机。 3、发现焊机或线路热烫时，应立即停止工作。 4、操作完毕或检查焊机及电路系统时必/须拉闸，关闭电源。
电弧焊基础 兰州理工大学焊接系 本科生学习整理 第一章焊接电弧 1.焊接方法分类 焊接方法分为熔焊、钎焊、和压焊三大类 熔焊：熔焊是在不施加压力的情况下，将待焊处的母材加热熔化以形成焊缝的焊接方法。焊接时母材熔化而不施加压力是其基本特征。 压焊：压焊是焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热）才能完成焊接的方法。焊接施加压力是其基本特征。 钎焊：钎焊是焊接事采用比母材熔点低的钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点但是低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散而是心爱那个连接的一种方法力气特 征是焊接时母材不发生熔化，仅钎料发生熔化。 2.焊接电弧中气体电离的种类 热电离——气体粒子受热的作用而产生的电离称为热电离。其实质是气体粒子由于受热而产生高速运动和相互之间激烈碰撞而产生的一种电离。 场致电离——当气体中有电场作用时，气体中的带电粒子被加速，电能被转换为带电粒子的动能，当其动能增加到一定程度时，能与中性粒子产生非弹性碰撞，使之电离，这种电离称为场致电离。 光电离——中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象称为光电离。不是所有的光辐射都可以引发电离，气体都存在一个能产生光电离的临界波长，气体的电离电压不同，其临界波长也不同，只有当接受的光辐射波长小于临界波长时，中性气体粒子才可能被直接电离。 3.焊接电弧中气体的发射有几种 热发射——金属表面承受热作用而产生电子发射的现象称为热发射。 场致发射——当阴极表面空间有强电场存在时，金属电极内的电子在电场静电库仑力的作用下，从电极表面飞出的现象称为场致发射。 光发射——当金属电极表面接受光辐射时，电极表面的自由电子能量增加，当电子的能量达到一定值时能飞出电极的表面，这种现象称为光发射。
焊接工艺 国际焊接学会推荐碳当量的公式 焊接工艺参数的选择 手工电弧焊的焊接工艺参数主要有焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接层数、电源种类及极性等。 1．焊条直径 焊条直径的选择主要取决于焊件厚度、接头形式、焊缝位置和焊接层次等因素。在一般情况下，可根据表1-1按焊件厚度选择焊条直径，并倾向于选择较大直径的焊条。另外，在平焊时，直径可大一些；立焊时，所用焊条直径不超过5mm；横焊和仰焊时，所用直径不超过4mm；开坡口多层焊接时，为了防止产生未焊透的缺陷，第一层焊缝宜采用直径为3.2mm的焊条。 表1-1 mm 2．焊接电流 焊接电流的过大或过小都会影响焊接质量，所以其选择应根据焊条的类型、直径、焊件的厚度、接头形式、焊缝空间位置等因素来考虑，其中焊条直径和焊缝空间位置最为关键。在一般钢结构的焊接中，焊接电流大小与焊条直径关系可用以下经验公式进行试选： I=10d2 (1-1) 式中 I ——焊接电流(A)； d ——焊条直径(mm)。 另外，立焊时，电流应比平焊时小15％～20％；横焊和仰焊时，电流应比平焊电流小10％～15％。 3．电弧电压 根据电源特性，由焊接电流决定相应的电弧电压。此外，电弧电压还与电弧长有关。电弧长则电弧电压高，电弧短则电弧电压低。一般要求电弧长小于或等于焊条直径，即短弧焊。在使用酸性焊条焊接
时，为了预热部位或降低熔池温度，有时也将电弧稍微拉长进行焊接，即所谓的长弧焊。 4．焊接层数 焊接层数应视焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用多层焊。焊接层数过少，每层焊缝的厚度过大，对焊缝金属的塑性有不利的影响。施工中每层焊缝的厚度不应大于4～5mm。 5．电源种类及极性 直流电源由于电弧稳定，飞溅小，焊接质量好，一般用在重要的焊接结构或厚板大刚度结构上。其他情况下，应首先考虑交流电焊机。 根据焊条的形式和焊接特点的不同，利用电弧中的阳极温度比阴极高的特点，选用不同的极性来焊接各种不同的构件。用碱性焊条或焊接薄板时，采用直流反接(工件接负极)；而用酸性焊条时，通常采用正接(工件接正极)。 钢材的可焊性 各种钢材焊接性能的差异是用可焊性来表示的。钢材的可焊性是指在适当的设计和工作条件下，材料易于焊接和满足结构性能的程度。一般可焊性具体表现在下述几个方面： （1）焊接作业要容易； （2）焊接时不发生裂纹和其他有害缺陷； （3）母材和焊接接头的机械、化学和物理性能好； （4）母材的缺口韧性优良； （5）焊接接头有足够的塑性和韧性。 可焊性常常受钢的化学成分、轧制方法和板厚因素影响。为了评价化学成份对可焊性的影响，一般用碳当量(Ceq)表示。Ceq是化学成分对焊接热影响区最高硬度的影响。 根据经验： Ceq〈0.4％时，钢材的淬硬倾向很小，可焊性好，焊接前一般不需要预热。 Ceq＝0.4％~0.6％时，钢材的淬硬倾向逐渐增大。焊接前，需要适当预热，并采用低氢型焊接材料进行焊接。 Ceq〉0.6％时，淬硬倾向大，较难焊接，焊接前需慎重地预热，并采取严格控制焊接工艺等措施。 Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/5
综合维修车间培训教材（一） 手工电弧焊操作教程 综合维修车间 二〇一六年一月
手工电弧焊操作流程 电弧焊是熔化焊中最基本的焊接方法，它也是在各种焊接方法中应用最普遍的焊接方法，其中最简单最常见的是用手工操作电焊条进行焊接的电弧焊，称为手工电弧焊，简称手弧焊。手弧焊的设备简单，操作方便灵活，适应性强。它适用于厚度2mm以上的各种金属材料和各种形状结构的焊接，尤其适于结构形状复杂、焊缝短或弯曲的焊件和各种不同空间位置的焊缝焊接。手弧焊的主要缺点是焊接质量不够稳定，生产效率较低，对操作者的技术水平要求较高。 手弧焊的焊接过程：首先将电焊机的输出端两极分别与焊件和焊钳连接，如图5-4所示。再用焊钳夹持电焊条。焊接时在焊条与焊件之间引出电弧，高温电弧将焊条端头与焊件局部熔化而形成熔池。然后，熔池迅速冷却、凝固形成焊缝，使分离的两块焊件牢固地连接成一整体。焊条的药皮熔化后形成熔渣覆盖在熔池上，熔渣冷却后形成渣壳对焊缝起保护作用上。最后将渣壳清除掉，接头的焊接工作就此完成。 图5-4 手工电弧焊示意图 手弧焊设备 手弧焊的主要设备是弧焊机，俗称为电焊机或焊机。电焊机是焊接电弧的电源。现介绍国内广泛使用的弧焊机，如图5-5所示。 1、BX3—300型交流弧焊机
图5-5交流弧焊机 2、直流弧焊机 直流弧焊机供给焊接用直流电的电源设备，如图5-6所示。其输出端有固定的正负之分。由于电流方向不随时间的变化而变化，因此电弧燃烧稳定，运行使用可靠，有利于掌握和提高焊接质量。 使用直流弧焊机时，其输出端有固定的极性，即有确定的正极和负极，因此焊接导线的连接有两种接法，如图5-7所示。 1)正接法焊件接直流弧焊机的正极，电焊条接负极； 2)反接法焊件接直流弧焊机的负极，电焊条接正极。 导线的连接方式不同，其焊接的效果会有差别，在生产中可根据焊条的性质或焊件所需热量情况来选用不同的接法。在使用酸性焊条时：焊接较厚的钢板采用正接法，因局部加热熔化所需的热量比较多，而电弧阳极区的温度高于阴极区的温度，可加快母材
1最小能量（电压）原理——在给定的电流及周边条件情况下， 电弧稳定燃烧时，其导电区截面 能自动调节使电场强度达到最低 值（即电弧电压取最低值），以 维持最低的能量消耗。 最低能量（电压）原理描述了一定电流及周边条件下电弧 自我保持最低能量消耗的自然属性。 Ⅰ值一定，以E 为最小确定其导电截面，这时若外界因 素使导电截面增大或缩小，都会导致E 的增大。 2影响温度分布的因素： 电弧电流； 电极斑点； 电弧长度； 电极材料及尺寸； 保护气成分及环境条件 P41 阴极清理作用的机理是正离子受阴极电场加速以很高的速度冲击阴极表面．使阴极表面上的氧化膜破碎并消失；另外在通常情况下，氧化物的功函数比纯金属低，阴极斑点会不断地移动寻找新的氧化膜，形成新的阴极斑点，从而将电弧覆盖区内的氧化膜扫除。 阴极斑点的清理作用是来自电弧空间正离子对阴极表面的碰撞所造成的，所以使用氩气比使用氦气的清理效果要好，因为氩气的原子质量较大。 P42电弧的挺直性(arc stiffness) 电弧挺直性是指电弧作为柔性导体具有抵抗外界干扰、力 求保持焊接电流沿电极轴线方向流动的性能。 电弧挺直性是由自身磁收缩力、等离子流力等赋予的，也 是流过电极棒中的电流在电弧空间形成的磁力线与电弧电流之 间产生的电磁力作用的结果。它能保持弧柱轴线与工件成一定 倾角。 电弧的挺直性随电流值的增大而增大。电流越大，电弧 自身磁场强度越大，电弧越受拘束，电弧的挺直性也就越大。 此外，电弧的等离子气流、保护气气流、周围气流的冷却作 用，也有助于电弧挺直性的提高。 保护气种类影响电弧的挺直性．如CO2、H2、He等气氛均 有利于提高电弧挺直性。 利用电弧挺直性这一特性，在高速焊和全位置焊时，电极 倾斜，电弧亦随之倾斜，可以得到所希望的焊缝成形，这在实 际中已有广泛应用。 产生的机理可能包括以下几方面。 熔池中心区与周边区的温度差所造成的表面张力流； 熔池内部电流密度差产生的磁力流； 等离子气流引发的吹力流等 ：熔滴上的作用力及其特点
电弧焊讲义 一．电弧焊的发展简史 焊接就是通过适当的物理、化学过程使两个分离的固态物体产生原子（或分子）间的结合而形成永久性连接。 目前已有20余种焊接方法应用于工业生产中，其中应用最广泛的是电弧焊。电弧焊是以电弧为能源对被焊金属进行熔化焊的焊接方法。其真正用于工业生产是在1892年发现金属极电弧后，特别是1930年出现了药皮焊条后才逐渐开始的。在40年代出现了埋弧自动焊。50年代初期，CO2气体保护焊得到了推广和应用。 二．电弧焊方法的分类： 电弧焊方法通常采用下述方式分类： 1．按采用的电极，可分为熔化极电弧焊和非熔化极电弧焊。 2．按保护方式，可分为渣保护、气保护、渣气联合保护电弧焊和氢原子焊。埋弧自动焊属于渣保护电弧焊。气体保护焊又分为惰性气体保护焊、CO2气体保护焊以及混合气体保护焊。手工电弧焊属于渣气联合保护电弧焊。氢原子焊是以氢气作保护气体，在具有一定夹角的两根钨极末端之间引燃电弧的焊接方法，目前在生产中已很少采用。 3．按操作方式，可分为手工电弧焊、半自动电弧焊和自动电弧焊。手工电弧焊一般是指手工焊条电弧焊，另外还有手工钨极氩弧焊；半自动电弧焊主要用于熔化极电弧焊；自动电弧焊可用于熔化极和非熔化极，在焊接过程中焊枪或工件的移动以及焊丝的送进完全是自动
进行。手工焊条电弧焊也可进行自动焊（如焊条重力焊）。 下列所示为常见电弧焊方法及其分类。 手工电弧焊 埋弧焊 熔化极氩弧焊 电弧焊 CO2气体保护焊 钨极氩弧焊 惰性气体保护焊 非熔化极钨极氦弧焊 等离子弧焊 第一章手工电弧焊 第一节手工电弧焊的特点及应用 一．手工电弧焊的基本原理： 手工电弧焊同其它电弧焊的方法一样，是利用电弧放电时产生的热量加热熔化焊条和工件，从而获得牢固焊接接头的一种电弧焊方法。 焊条（也称电极）和焊件分别接至焊接电源的两个输出端上。当焊条与焊件接触时，焊接回路处于短路状态，由于接触点的电阻很大又通过强大的短路电流，故此处将产生大量的电阻热使焊条端部和焊件局部迅速熔化甚至部分蒸发；随着焊条的提起（2~4mm），两极间的空气间隙被强烈加热并电离，电弧即被引燃。在电弧高温及较大的电弧吹力作用下，焊件的熔化金属形成具有一定形状和体积的熔池。焊条熔化后分成两部分：金属焊芯以熔滴形式向熔池过渡；焊条药皮在熔化过程中产生一定量的气体和液态熔渣。焊接过程中，药皮产生
第一章电弧焊基础知识 一、教学目的： 能正确认识焊接电弧中带电粒子的产生原理 了解焊接电弧的工艺特性及电弧力的种类 了解阴极斑点及阳极斑点的定义 了解熔滴上的作用力 掌握熔滴过渡的主要形式及其特点 能正确认识焊缝形成过程 了解焊接工艺参数对焊缝成形的影响 了解焊缝成形缺陷的产生及防止 二、教学重点： 焊接电弧中带电粒子的产生原理 熔滴过渡的主要形式及其特点 焊接工艺参数对焊缝成形的影响 三、教学难点： 电离和激励 极斑点及阳极斑点 最小电压原理 焊缝成形缺陷的产生及防止 四、参考学时数： 4～6学时 五、主要教学内容： 第一节焊接电弧 一、焊接电弧的物理基础 （一）电弧及其电场强度分布 电弧是一种气体放电现象，它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。 电弧有三个部分构成：阴极区、阳极区、弧柱区。 （二）电弧中带电粒子的产生 1、气体的电离 在外加能量作用下，使中性的气体分子或原子分离成电子和正离子的过程称为气体电离。 其本质是中性气体粒子吸收足够的能量，使电子脱离原子核的束缚而成为自由电子和正离子的过程。 电离种类： （1）热电离
气体粒子受热的作用而产生电离的过程称为热电离。其本质为粒子热运动激烈，相互碰撞产生的电离。 （2）场致电离 带电粒子在电场中加速，和其中的中性粒子发生非弹性膨胀而产生的电离。 电离程度： 电离度：单位体积内电离的粒子数浴气体电离前粒子总数的比值称为电离度。 （3）光电离 中性气体粒子受到光辐射的作用而产生的电离过程称为光电离。 2、阴极电子发射 （1）电子发射：阴极中的自由电子受到外加能量时从阴极表面逸出的过程称为电子发射。其发射能力的大小用逸出功A w表示。 （2）阴极斑点 阴极表面光亮的区域称为阴极斑点。 阴极斑点具有“阴极清理”（“阴极破碎”）作用，原因：由于氧化物的逸出功比纯金属低，因为阴极斑点会移向有氧化物的地方，将该氧化物清除。 （3）电子发射类型 1）热发射 阴极表面受热引起部分电子动能达到或超过逸出功时产生的电子发射。 热阴极以热发射为主要的发射形式。 2）场致发射 阴极表面受到电场力的影响，当电场力达到某一程度时电子逸出阴极表面形成电子发射。 冷阴极以场致发射为主要的发射形式。 3）光发射 阴极表面受到光辐射的作用使自由电子能量达到一定程度而逸出金属表面形成发射。 4）粒子碰撞发射 电弧中高速运动的正离子碰撞阴极时使表面自由电子得到能量而逸出阴极表面的现象。 （三）带电粒子的消失 1、扩散 带电粒子从密度高的中心部位向密度低的周边迁移的现象。 2、复合 电弧周边正负粒子结合成中性粒子的现象。 3、负离子的形成 部分中性粒子吸附电子而形成负离子的过程。 二、焊接电弧的导电特性 （一）弧柱区的导电特性 弧柱是包含大量电子、正离子等带电粒子和中性粒子等聚合在一起的气体状态，这种对外呈电中性的状态称为电弧等离子体。 最小电压原理：弧柱在稳定燃烧的时候，有一种使自身能量消耗最小的特性，即当电流和电弧周围条件一定时，稳定燃烧的电弧将自动选择一个确定的导电截面，使电弧的能量消耗最小。当电弧长度也为定值时，电场强度的大小即代表了电弧产热量的大小，因此，能量
钢结构手工电弧焊焊接技能培训 1. 手工电弧焊 手工电弧焊也叫焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。它利用焊条与焊件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和焊件熔化，从而获得牢固的焊接接头。图 1.0 为手工电弧焊示意图。 图1.0 2.手工电弧焊特点 2.1 ．操作灵活由于焊条电弧焊设备简单、移动方便、电缆长、焊把轻，因而广泛应用于平焊、立焊、横焊、仰焊等各种空间位置和对接、搭接、角接、 T 形接头等各种接头形式的焊接。 2.2 ．待焊接头装配要求低由于焊接过程由焊工手工控制，可以适时调整电弧位置和运条姿势，修正焊接参数，以保证跟踪接缝和均匀熔透。 2.3 ．可焊金属材料广焊条电弧焊广泛应用于低碳钢、低合金结构钢的焊接。选配相应的焊条，焊条电弧焊也常用于不锈钢、耐热钢、低温钢等合金结构
钢的焊接。 2.4 ．焊接生产率低焊条电弧焊与其它电弧焊相比，由于其使用的焊接电流小，每焊完一根焊条后必须更换焊条，以及因清渣而停止焊接等， 2.5 ．焊接质量受人为因素的影响大焊缝质量在很大程度上依赖于焊工的 操作技能及现场发挥，甚至焊工的精神状态也会影响焊缝质量。 2.4手工电弧焊电焊机 手工电弧焊的主要设备有弧焊机，按其供给的焊接电流种类的不同可分为交流弧焊机和直流弧焊机两类。 1.交流弧焊机 交流弧焊机供给焊接时的电流是交流电，是一种特殊的降压变压器，它具有结构简单、价格便宜、使用可靠、工作噪声小、维护方便等优点，所以焊接时常 用交流弧焊机，它的主要缺点是焊接时电弧不够稳定。 2.直流弧焊机 直流弧焊机供给焊接时的电流为直流电。它具有电弧稳定、引弧容易、焊接质量较好的优点，但是直流弧焊发电机结构复杂、噪声大、成本高、维修困难。 在焊接质量要求高或焊接2mm 以下薄钢件、有色金属、铸铁和特殊钢件时，宜 用直流弧焊机。 4. 手工电弧焊常用的工具有： 4.1 ．电焊钳 又称焊把，是用以夹持焊条、传导电流的工具。有300A、500A两种规格。 4.2 ．面罩和护目镜 是防止焊接飞溅、弧光及高温对焊工面部及颈部灼伤的一种工具。面罩一般分为手持式和头盔式两种，。护目镜按亮度的深浅不同分为 6 个型号（7~12 号），号数越大，色泽越深。 4.3 ．电焊条保温筒 使用低氢型焊条焊接重要结构时，焊条必须先进烘箱焙烘，烘干温度和保温时间因材料和季节而异。焊条从烘箱内取出后，应贮存在焊条保温筒内， 在施工现逐根取出使用。 4.4 ．焊缝接头尺寸检测器用以测量坡口角度、间隙、错边以及余高、缝宽、
手工电弧焊焊接工艺标准 1.手工电弧焊焊接施工工艺标准 1.1适用范围 本工艺适用于钢结构制作与安装手工电弧焊焊接工艺。工艺规定了一般低碳钢、普通低合金高强度钢手工电弧焊的基本要求。凡各工程的工艺中无特殊要求的结构件手工电弧焊均应按本工艺规定执行。 1.2 引用标准 （1）钢结构工程施工质量验收规范（GB50205—2001）； （2）建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300—2001）； （3）建筑钢结构焊接规程（JGJ81—2002）； （4）碳钢焊条（GB5117—85）； （5）低合金钢焊条（GB5118—85）； （6）钢结构焊缝外形尺寸（GB10854—89）； （7）焊接质量保证钢熔化焊接接头的要求和缺陷等级（GB/T12469—90）； （8）钢焊缝手工超声波探伤和探伤结果的分级（GB11345—89）。 1.3 术语 焊接工艺——制造焊件所有有关的加工方法实施要求，包括焊接准备、材料选用、焊接方法的选定、焊接参数、操作要求等。 坡口——根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配的一定几何形状的沟槽。 断续焊缝——焊接成具有一定间隔的焊缝。 塞焊缝——两零件相叠，其中一块开圆孔，在圆孔中焊接两板所形成的焊缝，只在孔内焊角缝者。 焊缝厚度——在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面的距离。 手工焊——手持焊具、焊枪或焊钳进行操作的焊接方法。 预热——焊接开始前，对焊件的全部（或局部）进行加热的工艺措施。 后热——焊接后立即对焊件的全部（或局部）进行加热或保温，使其缓冷的工艺措施。 焊条——涂有药皮的供手弧焊用的熔化电极。它由药皮和焊芯两部分组成。 焊药——压涂在焊芯表面上的涂料层。 焊渣——焊后覆盖在焊缝表面上的固态熔渣。 焊接工作台——为焊接小型焊件而设计的工作台。 定位板——为保证焊件间的相对位置，防止变形和便于装配而临时焊上的金属板。 引弧板——为在焊接接头始端获得正常尺寸的焊缝截面，焊前装配的一块金属板。焊接在这块板上开始，焊后割掉。 引出板——为在焊接接头末端获得正常尺寸的焊缝截面，焊前装配的一块金属板。焊接在这
1、电弧中带电粒子有哪几种产生方式？它们的机理是什么？ 答：电弧中带电粒子有2种产生方式： ①电源通过电极（阴极）向气隙空间发射电子； 机理：阴极中的电子脱离阴极材料的束缚，逸出电极表面进入电弧空间。阴极电子发射机制有：热电子发射、场致发射、光发射、碰撞发射，它们为电子脱离阴极表面提供能量（逸出功）。 ②气隙中的中性粒子被电离产生电子和离子。 机理：电离——中性粒子存在于电弧空间（气隙中），当处于高能量状态时，其电子轨道上的电子脱离约束，分离成电子和离子。激励——原子中的电子接受外部能量，从较低能级跃迁到较高能级。中性粒子的电离种类有碰撞电离、热电离、场致电离和光电离。 2、电弧导电机构及其特点。 答：弧柱区：温度高、电中性、电子流主导、低压降、热电离为主、处于热平衡状态；阴极区：分为热发射型、场发射型和等离子型；阳极区：长度短、非电中性、小电流时以场致电离为主、大电流时热电离为主；阴极斑点、阳极斑点：具有黏着性、跳动性。 3、电弧中有哪几种力及其特点。 答：电弧中有5种力： ①电磁收缩力：平行导线同向的电流相互吸引，在分布上是中心轴上的压力高于周边的压力。 ②等离子流力：焊接电弧呈非等截面的近锥体，电磁收缩力在其内部各处分布不均匀，不同截面上存在压力梯度，将引起高温粒子的流动的力。 ③斑点压力：于电极斑点上导电和导热的特点，将在斑点上产生斑点力，表现形式分为带电粒子对电极的冲击力、电磁收缩力、电极材料蒸发的反作用力。 ④爆破力：在熔滴短路过渡时，因短路电流很大，在短路液柱中的电磁收缩力使液柱中部变细，产生颈缩，电阻热使金属液柱小桥温度急剧升高，使液柱汽化爆断。 ⑤溶滴冲击力：射流过渡焊接时，焊丝前端熔化金属形成连续细滴沿焊丝轴线方向射向熔池，这些细滴带有很大的动能，对焰他金属形成强烈的冲击．并可能使焊缝形成指状熔深。 4、交流电弧的燃烧特点。 答：交流电弧有2大燃烧特点： ①需要对交流电弧采取稳弧或再引燃措施。原因：交流电弧每半个周波极性反转一次，当产生极性转换时，存在电流过零问题，此时电弧瞬时熄灭，造成电弧不稳定。 ②需要采取措施消除直流分量，限制焊机暂载率。原因：当电弧两个电极材料不同时，由于电子发射能力的不同，电弧两种极性状态时将流过不同的电流值，出现直流分量，对焊机变压器构成不良影响。 5、电弧静特性曲线有哪几种典型特征及其机理。 答：电弧静特性曲线主要分为3个变化区段： ①下降特性区 在小电流区，电弧电压随电流的增大而减小，呈现负阻特性。 电流较小时，电弧温度低，电离度低，需要较高电场推动点和运 动，同时电极温度低，热电子发射能力低，需要场发射，因此形 成高电弧电压；当电流增加时，提高了电弧温度和电极温度，高 电离度且导电性增强，阴极温度升高且热电子发射能力增强，电 弧电压降低。
不锈钢焊接工艺标准 1 适用范围 本工艺标准适用于铬，铬--镍奥氏体不锈钢的手工电弧焊、埋弧自动焊、手工钨极氩弧焊及熔化极惰性气体保护焊的焊接施工。 2 施工准备 2.1 技术准备（施工标准、规范） 2.1.1 《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235 2.1.2 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236 2.1.3 《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501 2.1.4 《石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH3523 2.1.5 《钢制压力容器》GB150-98 2.1.6 《压力容器安全技术监察规程》 2.1.7 《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708 2.1.8 《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709 2.1.9 《压力容器无损检测》 JB4730 2.1.10 《焊条质量管理规程》JB3223 2.2 作业人员 注：焊工合格证考核按《锅炉、压力容器、压力管道焊工考试与管理规侧》或《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236进行考试。 2.3 材料检查验收 2.3.1 焊接工程所采用的不锈钢钢板、钢管、管件等。 2.3.1.1焊接工程所采用的不锈钢板、钢管、管件等应符合设计文件的规定，并具有出厂合格证和质量证明书。其检验项目及技术要求标准应符合国家标准或行业标准。 2.3.1.2不锈钢钢板、钢管、管件材料入库前应核对材料牌号和质量证明书。施工前应进行外观检查，其表面不得有裂纹、气泡、缩孔、重皮、等缺陷，否则应进行消除，消除深度不应超过材料的负偏差。 2.3.1.3材料验收合格后应做好标识，按不同材质、规格分类堆放、且于铁碳材料隔离。 2.3.1.4 国外材料应符合合同规定的材料标准，并按相应材料标准进行复验。
胜利油田胜利动力机械集团有限公司工艺文件 WZFX1-3230-1 手工电弧焊焊接作业指导书 编制：校对：审核：批准： 山东胜动燃气综合利用有限责任公司
手工电弧焊焊接作业指导书 1.工艺参数的选择 选择合适的焊接工艺参数，对提高焊接质量和提高生产效率是十分必要的。 焊接工艺参数（焊接规范）是指焊接时，为保证焊接质量而选定的诸多物理量。 1.1焊条的选用原则 a)相同钢号结构的焊接件，应按钢材抗拉强度等级选择等级相同或稍高的焊条； b)不同钢号结构件焊接件，一般按抗拉强度等级低的选用焊条； c)焊接结构刚性大，受力情况复杂的工件，应选用比母材抗拉强度低一级的焊条； d)同一强度等级的酸性焊条或碱性焊条的选定，主要依据焊接件的结构形状、钢板厚度、载荷性质和钢材的抗裂性能而定。通常对要求塑性好、冲击韧性高、抗裂能力强或低温性能好的结构，要选用碱性焊条。如果结构受力不复杂，母材质量较好，要尽量选用较经济的酸性焊条； e)铸钢的含碳量一般都比较高，而且厚度大，形状复杂，很容易产生裂纹，一般应选用碱性焊条，并采取适当的工艺措施（如预热）进行焊接；焊接不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材，应选用相应的专用焊条，以保证焊缝的主要化学成分和性能与母材相同。 1.2焊条直径 主要依据焊件的厚度，焊接位置，焊道层数及接头形式来决定。焊接件厚度较大时，应选用较大直径焊条。平焊时，可采用较大电流焊接。焊条直径也相应选大。横焊、立焊或仰焊时，因焊接电流比平焊小，焊条直径也相应小些。多层焊的打底焊，用较小直径焊条。最后收焊时可选用较大直径焊条。 焊件厚度与焊条直径推荐值见表（mm） 1.3焊接电流的选择 选择焊接电流时，要考虑的因素很多，如：焊条直径、药皮类型、工件厚度、接头类型、焊接位置、焊道层次等。但主要由焊条直径、焊接位置、焊道层次来决定。 1.3.1 焊条直径焊条直径越粗，焊接电流越大。下表供参考
手工电弧焊操作技能培训要点 【摘要】随着科技的进步和时代的发展，机械制造、冶金化工、造船造车都诸多领域开始运用焊接技术。焊接技术能够让工件材质达到永久性的连接，从而稳定机械的正常运转。在焊接技术中，电弧焊是是最基础的一项。为了满足当今社会机械制造行业的需求，我国多数的职业院校都设立了手工电弧焊的课程。但是，初学阶段的学生时常会操作不当，不能焊牢焊接，致使表面不平整、美观。本文就此探讨了手工电弧焊操作技能的培训要点，并提出了在培训教学中需要注意的一些问题。 【关键词】手工电弧焊；操作技能；培训要点 虽然焊接自动化随着科技的进步有了更高的技术水平。但是社会中依旧存在着一些复杂形状的焊接结构，焊接自动化技术并不能进行处理。而手工电弧焊却有着这方面的优势。手工电弧焊操作过程复杂，需要把握较多的定量因素，比如材料、工程设备、工作环境、工艺规范等。这些因素都会对焊接的质量造成影响。只有科学的理论知识和完善的实践经验才能保证焊机的优异性能、焊条的优良品质以及高效的焊接工艺。对于手工电弧焊的初学者而言，如果工艺能力不够、技术概念缺乏，那么就会影响焊接的质量。对于手工电弧焊操作技能的培训，是至关重要的。 1手工电弧焊操作技能培训中常见的问题和解决措施 1.1坡口加工问题 对接焊接的过程中，无论是X形、V形、U形的坡口，加工的工件表面都会出现尖锐的棱边。焊接时，操作者需以两条棱边为参考，使得焊缝为直线型。初学阶段的学生，将焊条摆动于该位置的时候，棱边会忽然熔化。而焊条金属熔化后并不会填进母材之中，因此很难分清熔池里面的金属和熔渣。焊条就会有较长的停留时间，发生咬边现象。而如果学生将焊条停留在两侧的时间很长，那么就会致使焊缝过高。而且，焊条停留在两侧，两侧的温度会出现差异，焊缝的表面会出现粗大的焊波，影响整个焊接外观的质量。 对于这样的问题，可在坡口棱边两侧打磨出一条倒棱，使其转变成为缓冲地带。这样便可以减弱坡口端部过快的熔化速度，不会出现咬边的现象，并减少焊条停留的时间。焊条没有较长的停留时间，就不会出现两侧温差大和焊波程度粗糙的问题。 1.2焊条摆动问题 焊条摆动的过程中，需要选择好停留的位置。只有良好的停留位置才能克服焊接咬边。如果焊条停留在坡口边沿的时间较长，那么就会导致坡口边缘有很突出的金属，致使发生咬边。如果焊条在坡口外围金属中停留，会由于过高的温度
任务一手工电弧焊基本知识 学习目标： 1、了解焊接的分类和应用，焊条电弧焊的含义和基本原理、焊接特点、在实际 工作及焊接结构中的地位和应用。 2、掌握手工电弧焊设备的基本构造、接线方式、调整电流的方法。 3、掌握劳保用品及常见辅助工具的用途、使用方法和注意事项。 技能目标： 1、掌握设备调试方法、常见故障产生的原因及排除方法。 2、掌握手工电弧焊设备的基本构造、接线方式、调整电流的方法。 3、掌握劳保用品及常见辅助工具的用途、使用方法和注意事项。 [相关知识]： 焊接技术是十九世纪末和二十世纪初发展起来的一种热加工工艺，取代了铆接。焊接比铆接具有显著的优越性，它有节省材料、减轻结构重量、简化加工与装配工序、接头的致密性强、能承受高压、容易实现机械化和自动化生产、提高生产率、改善劳动条件等特点。被广泛地应用于机械、建筑、交通、冶金、化工、造船、石油、电力等工业部门。 1、焊接的概念： 通过加热或加压，或两者并用，充填或不充填焊丝（材料），使两焊件达到原子结合的加工工艺方法。 2、焊接的分类： 按照焊接过程中金属所处的状态不同，焊接方法分为三类： 熔焊：两金属熔化实现原子结合。如：手工电弧焊、气焊、氩弧焊 压焊：两金属熔化或达塑性状态实现原子结合。如：点焊、缝焊
钎焊：采用比被焊工件熔点低的钎料（焊丝），钎料被加热熔化，填充接头间隙并与被焊工件相互扩散，实现结合。如：烙铁钎焊、火焰钎焊 [入门指导]： 手工电弧焊 利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，操作时，焊条和焊件分别作为两个电极，利用焊条与焊件之间产生的电弧热量来熔化焊件金属，冷却后形成焊缝。其特点是：设备简单、维护方便、成本低；工艺灵活、适应性强；对焊件的装配要求较低；劳动强度高、生产效率低。 1、焊接电弧 （焊接时，将焊条与焊件接触后很快拉开，在焊条端部和焊件之间立即产生明亮的电弧，实质是一种气体放电现象）。
手工电弧焊基础知识培 训内容 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
钢结构手工电弧焊焊接技能培训 1. 手工电弧焊 手工电弧焊也叫焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。它利用焊条与焊件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和焊件熔化，从而获得牢固的焊接接头。图为手工电弧焊示意图。 图 2. 手工电弧焊特点 ．操作灵活由于焊条电弧焊设备简单、移动方便、电缆长、焊把轻，因而广泛应用于平焊、立焊、横焊、仰焊等各种空间位置和对接、搭接、角接、T形接头等各种接头形式的焊接。
．待焊接头装配要求低由于焊接过程由焊工手工控制，可以适时调整电弧位置和运条姿势，修正焊接参数，以保证跟踪接缝和均匀熔透。 ．可焊金属材料广焊条电弧焊广泛应用于低碳钢、低合金结构钢的焊接。选配相应的焊条，焊条电弧焊也常用于不锈钢、耐热钢、低温钢等合金结构钢的焊接。 ．焊接生产率低焊条电弧焊与其它电弧焊相比，由于其使用的焊接电流小，每焊完一根焊条后必须更换焊条，以及因清渣而停止焊接等，．焊接质量受人为因素的影响大焊缝质量在很大程度上依赖于焊工的操作技能及现场发挥，甚至焊工的精神状态也会影响焊缝质量。 3. 手工电弧焊电焊机 手工电弧焊的主要设备有弧焊机，按其供给的焊接种类的不同可分为交流弧焊机和直流弧焊机两类。 1.交流弧焊机 交流弧焊机供给焊接时的电流是交流电，是一种特殊的降压，它具有结构简单、价格便宜、使用可靠、工作噪声小、维护方便等优点，所以焊接时常用交流弧焊机，它的主要缺点是焊接时电弧不够稳定。 2.直流弧焊机 直流弧焊机供给焊接时的电流为直流电。它具有电弧稳定、引弧容易、焊接质量较好的优点，但是直流弧焊发电机结构复杂、噪声大、成本高、维修困难。在焊接质量要求高或焊接2mm以下薄钢件、有色金属、铸铁和特殊钢件时，宜用直流弧焊机。 4. 手工电弧焊常用的工具有：
培训讲义（Ⅰ） 焊接基本常识及常见焊接符号标注讲义（设计） 一、焊接方法的简介 1．焊接概念：金属的焊接是指通过适当的手段，使两个分离的金属物体，产生原子（分子）间结合而连接成一体的连接方法。 适当的手段是只加热、加压或两者并用。 2．焊接方法的分类：（1）熔化焊，（2）压力焊，（3）钎焊 （1）熔化焊方法常用的有，手工电弧焊，氩弧焊，CO2气体保护焊，埋弧焊，气焊。（2）压力焊的方法有：点焊，缝焊，超声波焊，摩檫焊，爆炸焊。 （3）钎焊的常用方法有：火焰钎焊，烙铁钎焊，电阻钎焊。 二、焊接结构的特点 1，焊接接头的突出问题：（1）几何上的不连续性（尺寸突变，焊接缺陷）。（2）力学性能的不均匀性。（3）焊接应力与残余变形的存在。 2，焊接接头的基本类型 （1）焊接接头的基本构成：由焊缝、熔合区、热影响区、及邻近的母材组成。 （2）焊接接头所起的作用：第一，是连接作用。第二是传力作用。 （3）焊缝的重要程度分两类：联系焊缝，焊缝传递很小载荷，焊缝断裂，结构不会立即失效。承载焊缝：焊缝传递全部载荷，焊缝断裂，结构立即失效。 （4）焊接结构的基本类型分为：按构造形式分为对接接头、T型（十字）接头、搭接接头、角接接头、端接接头。 三、金属材料的可焊性 1，钢材的可焊性：指在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度，它包含两方面内容：（1）接合性能，一定的金属形成焊接缺陷的敏感性。（2）使用性能，焊接接头对使用要求的适应性。 2，影响钢材焊接性的主要因素：（1）钢的化学成分，轧制方法和板厚等因素。用碳当量Ceq 表示：钢中合金元素对焊接性的影响折合成碳元素对焊接性的影响。 Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15. 当Ceq＜0。4%，焊接性好。0。4%--0。6%较差。＞0。6%很差。（2）工艺因素（3）结构因素，（4）使用条件。常见的焊接用钢材有Q235，20#，16Mn,Q335,1Cr18Ni9TI,0Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni9。 四、钢结构焊接构造设计 1，减少另部件加工的工作量。2，便于焊接操作，焊接的可达性要好，宜选用平焊或横焊的焊接位置。（3）焊缝的布置应对称于构件截面中性轴，薄壁结构采用电阻点焊，侧焊缝适当采用塞焊。（4）采用刚性较小的接头型式，避免焊缝密集和三向焊缝相交。（5）对于厚板，在T型接头、角接接头和十字接头采取防止层状撕裂措施。（6）尽量减少焊缝的数量和尺寸。（7）焊接接头宜采用对接接头、T型（十字）接头、搭接接头、角接接头和电阻点焊。（8）接头形式按GB324-88，（9）不同厚度钢板对接其厚度差允许值（t1-t2）,当超过表中规定厚板加工斜坡，其坡度≤1：4。 （10）不焊透的对接焊缝，应按角焊缝计算强度，其有效厚度he。（11）全熔透的对接焊缝要求与母材等强时，he=S,不计余高。 五、焊接符号的标注